JPH01265311A - 異常予知支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異常予知支援装置に係り、特に、発電プラン
ト等において、プロセス量から将来起こるおそれがある
異常を予測し、適切な予防策を講するのに好適な異常予
知支援装置に関するものである。

〔従来の技術〕

発電等のプラントは、年々大容量化・複雑化しており、
運転の信頼性向上が極めて重要な課題になってきている
。特に大規模プラントで異常が発生した場合、測定され
る種々のプラント量やアラームの生起状態から、異常原
因を確実に把握し、その状態に対応した適切な判断・操
作を行なう必要がある。従来は、経験豊富な運転員がこ
れらの判断・操作を行なっていたが、システムの複雑化
が急速で、対応がだんだん困難になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような状況に対して、アラームが出た原因の解析シ
ステムが開発され実用化されつつある。

警報解析の機能は、異常が発生した場合の異常要因また
は異常波及経路の把握機能と、それに対応する操作ガイ
ダンスの表示機能とからなるのが一般的である。

なお、この種の従来技術として関連するものには、特開
昭６０−１４３０３号、特開昭５７−７０７号、特開昭
６２−４９４０８号等がある。

これらはいずれも、生じてしまった異常について解析す
るものであり、積極的な予防の考え方はなかった。

上記従来技術は、異常が発生した場合、運転員の判断・
操作を支援する手段として重要であるが、さらに−歩進
んで、異常発生を事前に予知し予報できれば、異常が現
実に生ずる前に何らかの予防処置がとれ、プラント運転
上、好ましい結果が得られると考えられる。

本発明の目的は、異常が発生する兆候としての要因を事
前に把握し、異常の発生を事前に予知可能な異常予知支
援装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、プラントから取
り込んだプラント量を表すデータを記憶するプラントデ
ータベースと、異常予知支援のために各異常要因の因果
関係と異常の程度に応じた操作ガイダンスとをルールの
形で記憶する知識データベースと、前記プラントデータ
に基づき各異常要因の異常の程度を演算する手段と、演
算された異常の程度と前記知識データベース内のルール
とに基づき予測される異常波及を推論し当該異常を未然
に防止するための操作ガイダンスを検索する手段と、前
記推論結果と操作ガイダンスとを編集し表示する手段と
からなる異常予知支援装置を提案するものである。

前記各異常要因の異常の程度を演算する手段は、当該演
算に用いる関数を圧縮する手段を備えることができる。

また、当該演算に用いる関数の上限をカットする手段で
もよい。

さらに、当該演算に用いる関数の肩部の変化を縮小する
手段とすることも可能である。

〔作用〕

本発明においては、発生してしまった異常ではなく、異
常につながる兆候としての要因を事前に把握して解析し
、その異常の程度と知識ベース内のルールとに基づき予
測される異常波及を推論し、その異常を未然に防止する
ための操作ガイダンスと併せて表示するので、プラント
に異常を招くことなく、最適に運転でき、運転の信頼度
が大幅に向上する。

〔実施例〕

第１図〜第７図を参照して、本発明の一実施例を説明す
る。

第１図は本発明による異常予知支援装置の一実施例の構
成を示すブロック図である。図において、１はプラント
、２はプロセス量を取込むためのプロセス入力装置、３
は他の装置、４はこの他の装置３を介してプロセス量を
取込むための伝送路、５は中央処理装置、６は演算結果
を表示するＣＲＴ等の表示装置、７は中央処理装置５内
の異常予知支援部である。

異常予知支援部７の内部構成を第２図に示す。

図において、８はプラント量取込み部、９は取込んだプ
ラントデータを記憶するプラントデータベース、１０は
プラントデータに基づき要因の異常の程度を演算する手
段、１１はその演算結果を格納するテーブル、１２は異
常予知用の知識を予め記憶する知識データベース、１３
は異常程度の演算結果と知識データベースの知識とによ
り将来発生が予想される異常を推論し、それに対処する
ための操作を検索する手段、１４は推論結果と操作ガイ
ダンスとを併せて編集し見やすい画面を構成する手段で
ある。

第３図は、タービン振動要因を例として、異常予知用知
識データベースの構造を示す系統図である。

本例は、最終的に「振動大」の異常が発生するための個
々の異常要因の因果関係を示している。すなわち、復水
器排気室温度高または蒸気条件急変でケーシング熱的変
形が発生する可能性がある。

ケーシング熱的変形または復水器真空度異常でロータア
ライメント不良が発生する可能性がある。

ロータアライメント不良または回転部と静止部との接触
で振動大の異常が発生する可能性がある。

これらの要因の因果関係は、知識としてプロダクション
ルール（ＩＦ〜、ＴＨＥＮ〜、）の形式で記憶されてい
る。

異常（例えば振動大）の予知においては、推論結果が１
個々の要因（例えば復水器排気室温度高。

蒸気条件急変など）の異常の程度に依存するので、これ
らの異常の程度（「確信度」といい、第３図では０１〜
Ｃａで表わしである。）を計算する必要がある。

確信度を計算するための関数関係の例を第４図に示す。

同図（Ａ）は、異常要因が蒸気条件急変の場合を示して
いる。主蒸気温度Ｔ　ｍ　Ｓ　Ｈ再熱蒸気温度Ｔｒｓの
変化率ｄ　Ｔ　ａｓ／　ｄ　ｔ　、　ｄ　Ｔ　ｒｓ／　
ｄ　ｔに、あいまい関数ｆｉｏ、　ｆｘｘ　（０，０≦
ｆｔｏ、ｆｔｔ≦１．０）を導入し、各々の変化率の値
に対して異常の程度を計算する０本例では、主蒸気温度
変化率の異常の程度は０．９　であることを示している
。

蒸気条件急変の確信度は、各々の要因のＯＲ条件で示さ
れている。ｄ　Ｔｍｓ／　ｄ　ｔ　、　ｄ　Ｔｒｓ／　
ｄ　ｔのあいまい関数値をそれぞれ０．９　　、０．６
　　とした場合、これらあいまい関数値のＯＲ演算の結
果は、一般的に最大値を採用するのが自然である。した
がって、蒸気条件急変の確信度は、 Ｃａ＝Ｍａｘ　（０，９，０，６）＝０．９で示される
。

確信度の計算方法は種々あり、 ０．９　＋　０．６−０．９　Ｘ　Ｏ，６＝　０．９６
とする方法もある。

第４図（Ｂ）は、ロータアライメント不良の場合を示し
ている。振動振幅Ａの変化率ｄＡ／ｄｔがα＜　（ｃｌ
Ａ／ｄ　ｔ）＜β、捩振動位相θの変化率ｄθ／ｄｔが
γ＜（ｄθ／ｄ　ｔ）で、振動大が発生するとき、やは
りあいまい関数ｆ１．ｆｚ。

ｆ８を導入したものである。このロータアライメント不
良の場合は、内部要因のＡＮＤ条件で確信度を求める。

それぞれのあいまい関数値を０．５゜１．０，０．７と
すると、これらの関数値のＡＮＤ演算、の結果は、一般
的に最小値を採用するのが自然である。したがって、ロ
ータアライメント不良の確信度は、 Ｃ１＝　Ｍ　ｓ　１１（０、５、１、Ｏ、０、７）　＝
　０　、５で示される。

確信度の計算方法は種々あり、 ０．５ｘ１．Ｏｘ０．７　　＝０．３５とする方法もあ
る。

第２図の異常程度演算手段１０は、蒸気条件急変が発生
し、ケーシング熱的変形が０．９　の確信度で生ずるこ
とを計算するとともに、ロータアライメント不良が発生
し、振動大が０．５の確信度で生ずることを計算する。

第４図の関数関係は、パラメータが大きくなると、関数
値が必ず１．０　　となり、その異常が生ずることを前
提としている。しかし、現実には、パラメータが大きく
なっても、その異常が生じない場合もある。そこで、本
発明では、要因に応じて。

第５図のように関数関係自体を変更する手段を備えるこ
とができる。第５図（Ａ）は関数全体を圧縮する方式、
第５図（Ｂ）は上限をカットする方式、第５図（Ｃ）は
関数の立上りを滑らかにする方式（本明細書では、ｒ肩
部縮小」という、）等が考えられる。

第４図と第５図のいずれの関数関係も、第６図に示した
あいまい関数を用いない場合と比べて、より現実に近い
計算結果が得られる。

次に、異常予知の推論方法について説明する。

各異常要因は、異常程度演算手段１ｏでサイクリックに
計算されており、０．０〜１．０の範囲にある。確信度
が小さい値の場合でも全ルートの推論処理を実行するの
は、効率が悪いので、所定値以上になったものだけ、推
論処理を行なうようにしてもよい。例えば、蒸気条件が
急変し、Ｃ６が所定値（例えば０．７）を越えたとする
と、蒸気条件急変→ケーシング熱的変形→ロータアライ
メント不良→振動大と推論する。

一方、異常が予知された場合の対応操作を示す操作ガイ
ダンスは、ルール形式で知識データベースに格納されて
いる。操作ガイダンスは異常波及の程度により異なるの
で１例えば蒸気条件急変の確信度が大きく、ケーシング
熱的変形とロータアライメント不良との確信度が小さい
場合は、「蒸気条件急変注意」などのガイダンスを出し
、ケーシング熱的変形の確信度も大きくなった場合は、
「蒸気温度保持」なとのガイダンスを段階的に出すルー
ルにしである。

異常発生予知とそれに対処するための操作ガイダンスと
の表示例を第７図に示す。この例は、蒸気条件が急変し
、それに伴うケーシング熱的変形も異常レベルとなり、
振動大の異常が予知され、操作ガイダンスとして、主蒸
気温度保持を表示する場合である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、異常を兆候の段階で把握し、予測され
る異常波及を推論し、その異常を未然に防止するための
操作ガイダンスと併せて表示できるので、プラントを安
全に運転できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による異常予知支援装置の一実施例の構
成を示すブロック図、第２図は第１図装置の異常予知支
援部の構成を示すブロック図、第３図は異常予知用知識
データベースの構造の一例を示す図、第４図は確信度の
関数関係の例を示す図、第５図は確信度の最大値が１０
０％にならない現象を表す関数関係の例を示す図、第６
図はあいまい関数を使用しない場合の関数関係を示す図
、第７図は異常発生予知とその場合の操作ガイダンスと
の表示例を示す図である。 １・・・プラント、２・・・プロセス入力装置、３・・
・他の装置、４・・・伝送路、５・・・中央処理装置、
６・・・ＣＲＴ、７・・・異常予知支援部、８・・・プ
ラント量取込み部、９・・・プラントデータベース、１
ｏ・・・異常程度演算手段、１１・・・異常程度結果テ
ーブル、１２・・・知識データベース、１３・・・異常
推論・操作検索手段、１４・・・画面編集手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラントから取り込んだプラント量を表すデータを
   記憶するプラントデータベースと、 異常予知支援のために各異常要因の因果関係と異常の程
   度に応じた操作ガイダンスとをルールの形で記憶する知
   識データベースと、 前記プラントデータに基づき各異常要因の異常の程度を
   演算する手段と、 演算された異常の程度と前記知識データベース内のルー
   ルとに基づき予測される異常波及を推論し当該異常を未
   然に防止するための操作ガイダンスを検索する手段と、 前記推論結果と操作ガイダンスとを編集し表示する手段
   と からなる異常予知支援装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記各異常要因の異常の程度を演算する手段が、 当該演算に用いる関数を圧縮する手段を備えたことを特
   徴とする異常予知支援装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、 前記各異常要因の異常の程度を演算する手段が、 当該演算に用いる関数の上限をカットする手段を備えた
   ことを特徴とする異常予知支援装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、 前記各異常要因の異常の程度を演算する手段が、 当該演算に用いる関数の肩部の変化を縮小する手段を備
   えたことを特徴とする異常予知支援装置。